全球最大射電天文望遠(yuǎn)鏡陣列，首臺(tái)中頻天線完成吊裝

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昨天（9月20日），由中國(guó)電子科技集團(tuán)研制的全球最大射電天文望遠(yuǎn)鏡的首臺(tái)中頻天線完成吊裝，并進(jìn)入測(cè)試驗(yàn)證階段。計(jì)劃在今年10月發(fā)往南非進(jìn)行安裝。

此次完成吊裝的天線，用于國(guó)際大科學(xué)工程平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目。項(xiàng)目計(jì)劃建設(shè)約3000臺(tái)天線，組成一平方公里之大的“地球巨眼”，相當(dāng)于140個(gè)足球場(chǎng)大。

中國(guó)電科網(wǎng)絡(luò)通信研究院 SKA中頻天線結(jié)構(gòu)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 王大為：現(xiàn)在首批規(guī)劃的一共是68臺(tái)天線。2026年的年底要在南非完全建設(shè)成功，在我們?cè)O(shè)計(jì)的高峰，每個(gè)月要有4臺(tái)天線交付。

據(jù)了解，平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡是目前在建的最大綜合孔徑射電望遠(yuǎn)鏡，由多國(guó)合作、共同出資，全球約20個(gè)國(guó)家上百個(gè)大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)的天文學(xué)家和工程師參與項(xiàng)目研發(fā)。建成后將致力于揭示宇宙、星系的起源和演化等基本問(wèn)題。

SKA中頻天線：設(shè)計(jì)建造難度大

如果說(shuō)望遠(yuǎn)鏡是眼睛的話，那么天線就是耳朵，想要在浩瀚的宇宙當(dāng)中有新的發(fā)現(xiàn)，對(duì)耳朵的靈敏度提出了很高要求。為此，我國(guó)的研究團(tuán)隊(duì)，在天線的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和功能上都進(jìn)行了創(chuàng)新。

與我們經(jīng)常見(jiàn)到的天線不同，平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡的中頻天線采用了雙偏置的構(gòu)造。主反射面板由66塊三角形面板形成一個(gè)六邊形的空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，每一塊面板的曲率各不相同，面形的精度優(yōu)于100微米。

中國(guó)電科網(wǎng)絡(luò)通信研究院 SKA中頻天線結(jié)構(gòu)總設(shè)計(jì)師 杜彪：在非對(duì)稱的情況下，要求保持主面、副面跟饋源三者之間位置關(guān)系精度是要求非常高的，可以到零點(diǎn)幾毫米的精度，所以說(shuō)這對(duì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

同時(shí)，為了滿足工程的科學(xué)探索目標(biāo)，中頻天線除了具備高靈敏度、高分辨率的基本功能以外，還增加了2項(xiàng)獨(dú)有的設(shè)計(jì)指標(biāo)。

中國(guó)電科網(wǎng)絡(luò)通信研究院 SKA中頻天線結(jié)構(gòu)總設(shè)計(jì)師 杜彪：一個(gè)就是波束變形，第二個(gè)就是高的電磁兼容性，這兩個(gè)是其他望遠(yuǎn)鏡沒(méi)有達(dá)到這么高的指標(biāo)了。天線它接收到的噪聲的信號(hào)要比常規(guī)的天線接收的要低80分貝，這樣的要求才能保證望遠(yuǎn)鏡正常工作。

國(guó)際大科學(xué)工程平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡項(xiàng)目計(jì)劃在2030年前全面建成。建成后的平方公里陣列射電望遠(yuǎn)鏡不僅靈敏度比目前最大的射電望遠(yuǎn)鏡陣列提高50倍，巡天速度可以提高10000倍。